📚 课程目录第2章 Kotlin Flow基础回顾

第2章 Kotlin Flow基础回顾：冷流与热流、StateFlow、SharedFlow、flowOn与catch

在深入缓存更新实现之前，必须掌握 Flow 的核心概念：冷流 (Cold Flow) 与 热流 (Hot Flow)。它们决定了数据的产生时机、订阅者的行为以及内存模型。Kotlin 协程库提供的 StateFlow 和 SharedFlow 是热流的标准实现，而 flowOn 和 catch 是构建健壮流水线的关键操作符。

2.1 冷流与热流：核心差异

冷流（如 flow { … } 构建的 Flow）的数据生产与订阅者绑定：每当有一个新的订阅者 collect，数据源就会重新执行一次。热流（如 StateFlow / SharedFlow）的数据生产独立于订阅者：数据在发射端持续产生，多个订阅者共享同一份数据流。

特性	冷流 (Cold Flow)	热流 (Hot Flow)
数据产生时机	每个 collect 触发一次	独立于订阅者，持续产生
订阅者数量	每个订阅者接收完整独立序列	所有订阅者共享同一个数据流
典型实现	`flow { … }`, `callbackFlow`	`StateFlow`, `SharedFlow`
适用场景	一次性请求、独立计算任务	状态持有、事件广播、观察者模式

2.2 StateFlow：状态持有型热流

StateFlow 是热流的一种，它始终持有一个当前值，新订阅者 collect 时会立刻获取该值。它的数据源通过 MutableStateFlow 手动更新。

// 定义
val stateFlow = MutableStateFlow("初始值")

// 发射更新
stateFlow.value = "新值"

// 收集（在 ViewModel 中）
viewModelScope.launch {
    stateFlow.collect { value ->
        // 每次值变化时触发
    }
}

提示：StateFlow 的 value 是线程安全的，可使用 compareAndSet 进行原子更新。适合用作 UI 状态持有容器。

2.3 SharedFlow：事件广播型热流

SharedFlow 不持有最新值（除非配置了 replay），它更适用于一次性事件的广播，如导航路由、Snackbar 消息。它支持 replay（新订阅者重播已发射的历史条数）、extraBufferCapacity 和 onBufferOverflow 策略。

// 创建 SharedFlow（默认 replay = 0，不重放）
val sharedFlow = MutableSharedFlow<Event>()

// 发射事件（挂起直到有缓冲空间）
viewModelScope.launch {
    sharedFlow.emit(Event("login_success"))
}

// 收集事件
viewModelScope.launch {
    sharedFlow.collect { event ->
        // 处理事件
    }
}

参数	说明	默认值
`replay`	新订阅者收到最近 N 条已发射数据	0
`extraBufferCapacity`	超出 replay 后的额外缓存槽位	0
`onBufferOverflow`	缓存满时的策略（`SUSPEND` / `DROP_OLDEST` / `DROP_LATEST`）	`SUSPEND`

注意：SharedFlow 的 emit 是挂起函数，在缓存满时可能挂起协程。如果不想挂起，可使用 tryEmit（返回 Boolean 表示是否成功）。但在 UI 层面建议使用 StateFlow 或带适当缓冲的 SharedFlow。

2.4 上下文切换：flowOn

flowOn 用于改变 Flow 上游的协程上下文，常用于将数据生产逻辑切换到 Dispatchers.IO，而下游收集保持主线程。

flow {
    // 上游运行在 Dispatchers.IO
    emit(fetchDataFromNetwork())
}
.flowOn(Dispatchers.IO)   // 切换上游
.collect { data ->
    // 下游运行在 collect 所在线程（通常为主线程）
    updateUI(data)
}

flowOn 只影响它之前的上游操作符，不会影响后续的操作。相同上下文重复调用 flowOn 会合并，但建议保持清晰。

2.5 异常处理：catch

catch 操作符捕获上游所有异常，并允许你恢复流量或发射兜底值。它位于 flowOn 下游时，可以捕获上游的异常。

flow {
    emit(riskyOperation()) // 可能抛出异常
}
.flowOn(Dispatchers.IO)
.catch { e ->
    // 捕获异常，可以发射默认值或重新抛出
    emit(DefaultData)
    // 如果不想继续，可以 throw e
}
.collect { data ->
    // 正常处理
}

  最佳实践：始终将 flowOn 放在 catch 之前，这样 catch 才能捕获上游异常；若先 catch 再 flowOn，则 catch 无法捕获来自 IO 上下文的异常。

2.6 常见陷阱与性能洞察

冷流重复执行：每个 collect 都会重新触发冷流的整个生产逻辑，可能导致多次网络请求。应对：转用热流（StateFlow / SharedFlow）或使用 shareIn / stateIn 将其转为热流。
StateFlow 丢失事件：当值相同时，StateFlow 不会通知订阅者（基于 equals 去重）。若需要重复通知相同数据，应改用 SharedFlow(replay = 1) 或将数据包装为增量事件。
SharedFlow 背压：如果消费者处理速度慢于发射速度且缓冲满，emit 会挂起。建议设置足够的 extraBufferCapacity 或使用 DROP_OLDEST 策略。
flowOn 配合 catch 顺序：如前所述，注意操作符链顺序，不要颠倒。